混凝土结构的耐久性 课件.pptx

早强、无收缩、微膨胀…
水泥混凝土的发展
1、1850年钢筋混凝土技术
(1824年英国人获得水泥专利,1886年美国人发明回转窑锻烧工艺)
2、1928年预应力混凝土技术
3、19世纪70年代外加剂技术
1930年以前
早期的波特兰水泥通过人配料,严格控制化学成分和烧结温度,Wanger细度为1100cm2/g左右。1944年,美国公共道路管理局对加州等4个州的桥梁进行了检测,涉及检测的共约200座桥梁的实际使用时间跨度为3~30年。检测发现,67%在1930年以前建造的桥梁检查时完好,而1930年后建造的仅27%尚完好。
1930~1970年左右
水泥的粉磨技术在用户需求高早期强度的环境下迅速发展,水泥的Wanger细度为1100cm2/g上升为1800cm2/g(相当于勃氏300m2/kg)。出于同样的目的,水泥的化学组成也被迅速改变,水泥熟料中的早强组份C3S含量由1930年前的不到30%很快发展到1970年的50%甚至更多。1950年开始,混凝土的施工工艺发生了重大变化。预拌混凝土、泵送混凝土浇筑以及插入式振动棒振捣技术的发展,对混凝土的工作性要求越来越高。
1970年以后
外加剂技术促进了加筋混凝土技术发展对强度的要求,混凝土强度从之前普遍的30MPa猛增到60MPa,并越来越多的使用50MPa以上的混凝土。提高混凝土强度的办法除采用高标号水泥外(意味着更高的细度、更多的C3S和C3A含量),更多的是增加单方水泥用量,降低水灰比及单方加水量。随后的观察发现,这样的技术措施带来的负面影响是混凝土结构物的开裂增加。强度的提高虽然使混凝土的徐变减小,但脆性和早期可见裂缝与其它异常开裂现象使结构物在腐蚀和锈蚀环境下的可预期寿命显著降低。
二十世纪八十年代
高强混凝土(High Strength Concrete,简称HSC)曾经是混凝土技术中比较热门的技术领域,混凝土的抗压强度一度达到100MPa以上,并有高达152MPa混凝土用于现浇工程。但是二十世纪九十年代初期,HSC工作性差(流动性、可泵性、均匀性等)、脆性(易于开裂和突然破坏)、体积稳定性差(收缩、膨胀)等一味追求强度所带来的负面问题逐渐被认识。于是,提出了HPC的概念。
1、美国国家标准与技术研究所(NIST)与美国混凝土协会(ACI)于1990年5月召开的讨论会上提出:高性能混凝土是具有某些性能要求的匀质混凝土,必须采用严格的施工工艺,采用优质材料配制的,便于浇捣,不离析,力学性能稳定,早期强度高,具有韧性和体积稳定性等性能的耐久的混凝土,特别适用于高层建筑、桥梁以及暴露在严酷环境中的建筑结构。
2、1990年美国Mehta PK认为:高性能混凝土不仅要求高强度,还应具有高耐久性(抵抗化学腐蚀)等其他重要性能,例如高体积稳定性(高弹性模量、低干缩率、低徐变和低的温度应变)、高抗渗性和高工作性。
3、1992年法国Malier YA认为:高性能混凝土的特点在于有良好的工作性、高的强度和早期强度、工程经济性、高耐久性,特别适用于桥梁、港工、核反应堆以及高速公路等重要的混凝土建筑结构。
4、1992年日本的小泽一雅和冈村甫认为:高性能混凝土应具有高工作性(高的流动性、黏聚性与可浇筑性)、低温升、低干缩率、高抗渗性和足够的强度。
5、1992年日本Sarkar S L提出:高性能混凝土具有较高的力学性能(如抗压、抗折、抗拉强度)、高耐久性(如抗冻融循环、抗碳化和抗化学侵蚀)、高抗渗性,属于水胶比很低的混凝土家族。
综上所述
(High Performance Concrete,缩写为HPC)是最近十多年才出现的新型高技术混凝土。它以混凝土耐久性作为设计的主要指标,保证混凝土有良好的工作性、适用性、力学强度、体积稳定性和经济性,采用现代混凝土技术制作的混凝土。
2高性能混凝土不仅是对传统混凝土的重大突破,而且在节能、节料、工程经济、劳动保护以及环境等高面都具有重要意义,是一种环保型、集约型的新型材料。